Mulanya, mineral berbasis oksida ditambahkan ke makanan untuk mendukung produksi hewan. Nutrisi trace mineral telah mengalami evolusi. Pada tahun 1940-an, peningkatan produksi sulfat, proses produksi dan kualitas, menyebabkan sulfat menjadi alternatif yang lebih disukai untuk pakan ternak dan nutrisi dibandingkan dengan oksida. Pada tahun 1970-an mineral organik diperkenalkan untuk menyediakan bioavailabilitas yang lebih baik, homogenitas dan reaktivitas karena perubahan genetika membutuhkan tingkat mineral yang lebih tinggi. Namun, tingginya biaya mineral organik ditambah dengan konsentrasi logam yang lebih rendah sering berarti bahwa produsen hanya menggunakannya untuk menyediakan sebagian dari kebutuhan mineral ternak mereka.
Pada pertengahan 1990-an mineral hidroksiklorida dikembangkan untuk menjembatani kesenjangan antara jenis mineral anorganik yang tidak efisien seperti oksida dan sulfat dan mineral organik yang sangat mahal. Sumber mineral baru dimaksudkan untuk menyediakan lengkap, dan penggantian yang hemat biaya untuk penggunaan mineral anorganik.
Penggunaan dan metode produksi seng oksida
Meskipun seng oksida adalah mineral yang umum digunakan dalam pakan ternak, senyawa anorganik (ZnO) juga termasuk dalam berbagai produk lain seperti karet, plastik, konkret, baterai, penghambat api dan salep. Belum ada perubahan besar pada kinerja oksida ketika digunakan dalam pakan karena industri pakan bukanlah pasar utama untuk produk mineral.
Berdasarkan volume, industri karet mengkonsumsi paling banyak seng oksida setiap tahunnya. Lebih dari 50% seng oksida yang dihasilkan secara global digunakan untuk produksi produk karet karena senyawa ini tidak larut dalam air. Demikian pula, pembuatan beton menyumbang sekitar 30% dari oksida seng yang dihasilkan. Penggunaan pakan ternak mewakili sekitar 8,2% pangsa penggunaan industri seng oksida tahunan. Dengan kata lain, pakan ternak bukanlah pasar utama untuk seng oksida dan produk tersebut tidak dikembangkan untuk digunakan dalam pakan.
Ada beberapa metode produksi yang digunakan untuk menghasilkan seng oksida – dua proses utama yang digunakan adalah proses langsung, juga dikenal sebagai proses Amerika, dan proses tidak langsung atau proses Perancis.
Proses produksi langsung menggunakan berbagai senyawa yang mengandung seng juga disebut sebagai bijih seng. Senyawa dipanaskan untuk menghasilkan uap logam yang dioksidasi melalui pembakaran udara untuk membuat seng oksida. Namun, karena tingkat seng, logam dan kotoran lainnya dapat sangat bervariasi sesuai dengan bijih seng yang digunakan, produk akhir cenderung memiliki kualitas yang lebih rendah daripada seng oksida yang dihasilkan melalui metode tidak langsung. Dalam proses tidak langsung, logam seng dengan kemurnian 92-99% direbus untuk menghasilkan uap, yang kemudian dioksidasi.
Variasi dan metode produksi tambahan meliputi proses kimia basah, metode produk samping hidrosulfida dan Proses Waelz. Proses Waelz cenderung menghasilkan seng oksida dengan tingkat pengotor yang tinggi termasuk kadar logam berat yang tinggi. Terlepas dari kekhawatiran ini, Proses Waelz adalah metode yang paling umum digunakan untuk menghasilkan trace mineral yang dimaksudkan untuk digunakan dalam pakan ternak atau premix. Jalur ini menghasilkan seng oksida yang cenderung bervariasi dalam warna, tekstur dan granulometri. Ini juga biasanya memiliki nilai bioavailabilitas relatif (RBV) yang berkurang.
Penyerapan dan bioavailabilitas seng
Karena trace mineral dari berbagai sumber memiliki kisaran efisiensi penyerapan, mereka memberikan tingkat mineral yang berbeda ketika digunakan dalam pakan ternak. Sebagai contoh, menurut Susu NRC 2001, bila diberikan pada tingkat yang sama, tembaga sulfat memiliki koefisien penyerapan 5% sedangkan oksida tembaga pada 1%. Demikian pula, seng sulfat diserap pada 20% sedangkan seng oksida sekitar 10%. Di antara berbagai jenis mineral, oksida sangat terkenal memiliki efisiensi penyerapan yang lebih rendah, Namun, trace mineral berbasis oksida terus digunakan kemungkinan karena harganya yang rendah.
Sementara pedoman nutrisi untuk formulasi pakan memberikan perkiraan efisiensi tingkat penyerapan untuk trace mineral, termasuk seng dan tembaga, tingkat sebenarnya dari penyerapan dan bioavailabilitas mineral berbasis oksida dapat bervariasi dan sulit untuk diprediksi. Selain hasil yang berbeda berdasarkan produk, penyerapan dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti spesies, genetika, jenis kelamin, keadaan fisiologis, dan umur hewan.
Dengan pemahaman bahwa bioavailabilitas mineral dapat bervariasi, tim peneliti dari University of Illinois merancang serangkaian penelitian yang mengeksplorasi ketersediaan hayati seng dari berbagai sumber. Studi mengevaluasi beberapa oksida seng, seng sulfat dan suplemen logam seng dibandingkan dengan kurva respons yang dihasilkan menggunakan seng sulfat kelas analitik. Tujuan dari proyek ini adalah untuk menentukan bioavailabilitas relatif dari trace mineral dan memahami seberapa rendah bioavailabilitas relatif seng oksida di dalam hewan. Percobaan menemukan bahwa dibandingkan dengan kurva standar bioavailabilitas seng sulfat, bioavailabilitas relatif seng oksida bisa sangat bervariasi. Kisaran bioavailabilitas relatif yang ditemukan untuk berbagai suplemen seng oksida yang diperiksa menimbulkan pertanyaan tentang seberapa tepat ahli gizi dapat menghitung berapa banyak logam yang tersedia untuk penggunaan hewan.
Dalam studi ini, tiga pengujian melihat penambahan berat badan ternak dan sumber seng oksida – sekali lagi dibandingkan dengan analisis, atau kelas yang lebih tinggi, sumber seng. Uji pertama menemukan berbagai bioavailabilitas dalam sumber seng oksida. RBV untuk mineral dalam percobaan sangat bervariasi – beberapa sumber seng oksida memiliki persentase RBV sebesar 41%, sementara yang lain menunjukkan bioavailabilitas 89% atau 97%. Demikian pula, tes kedua dan ketiga membentuk kurva regresi standar yang terkait dengan asupan seng tambahan dan melihat berbagai bentuk seng oksida, seng sulfat dan logam seng. Sementara bioavailabilitas relatif untuk beberapa sumber seng oksida mendekati hasil yang ditemukan dengan seng sulfat, yang lain jauh lebih rendah dan mendekati hasil yang ditemukan dari penggunaan logam seng yang tidak digunakan sebagai suplemen dalam pakan ternak. Variasi keseluruhan menunjukkan produk menyajikan nilai bioavailabilitas relatif dari 39% sampai 93%.
Bagaimana seng oksida dibuat dapat sangat mempengaruhi ketersediaan hayati jejak logam dalam suplemen di dalam hewan. Seng oksida yang dihasilkan melalui proses Waelz dapat menunjukkan variasi yang besar dalam bioavailabilitas relatif, yang membuat lebih sulit untuk merumuskan ransum gizi lengkap. Menurut penelitian sebelumnya, sumber ZnO yang menyajikan RBV lebih rendah berasal dari proses Waelz. Trouw Nutrition melakukan penelitian besar dengan PARC Institute melihat penggunaan pilihan seng oksida, dari 18 pemasok berbeda di beberapa negara berbeda dan diproduksi menggunakan berbagai proses. Dalam persidangan, beberapa sumber seng memiliki RBV kurang dari 40%, sementara yang lain mendekati 60%. Namun, seng oksida berkualitas lebih tinggi cenderung lebih mahal dan cenderung lebih sering digunakan di bidang-bidang seperti industri farmasi daripada dalam pakan.
Sebuah tim peneliti dari University of Florida, mengeksplorasi kelarutan dan penggunaan mineral seng anorganik ketika diterapkan dengan ruminansia. Para peneliti menemukan bahwa seng berbasis sulfat larut dalam berbagai pelarut, namun seng berbasis oksida tidak terdisosiasi dalam air, dan hanya sebagian terdisosiasi dalam buffer pH yang sangat rendah seperti asam sitrat 2% dan HCl 0,12 N. Saat memberikan trace mineral untuk ternak, waktu pengiriman mineral mempengaruhi penyerapan. Jika mineral larut terlalu dini, yang terjadi dengan sumber sulfat, mereka tidak mencapai situs penyerapan sepenuhnya, karena banyak interaksi dengan logam lain dan antagonis hadir dalam digesta. Jika mereka tidak cukup larut, yang terjadi dengan oksida, mereka tidak dapat diserap oleh hewan ketika logam mencapai tempat penyerapan di usus kecil dalam bentuk bebas. Setelah melakukan regresi linier mengeksplorasi jumlah seng dalam jaringan hewan, peneliti menemukan bahwa seng oksida tingkat pakan memiliki variasi RBV yang tinggi jika dibandingkan dengan sulfat, dalam hal berapa banyak yang hadir di berbagai organ dan jaringan seperti ginjal, pankreas dan hati.
Kelarutan dan stabilitas seng
Penelitian tambahan berfokus pada kelarutan berbagai bentuk mineral seng dan apakah mereka terdisosiasi dalam saluran pencernaan - di mana mereka perlu diserap untuk memasuki aliran darah. Peneliti dari Trouw Nutrition Masterlab di Belanda, memeriksa seng oksida dari pemasok yang berbeda dan diproduksi di beberapa negara yang berbeda, dan membandingkan hasil kelarutan dengan trace mineral hidroksiklorida Selko® IntelliBond® Z. Semua trace mineral terkena buffer asam pH 2.0. Para peneliti menemukan bahwa 100% mineral berbasis hidroksiklorida larut dalam 20 menit pertama. Namun, tidak satu pun dari empat suplemen seng oksida yang pernah benar-benar terdisosiasi ketika terkena pH 2. Dua jenis aditif seng oksida mencapai kelarutan puncak 80 atau 90% setelah sekitar 2 jam. Versi tambahan dari mineral jejak berbasis oksida yang diperiksa membutuhkan waktu empat jam untuk membuat sekitar 60% mineral tersedia. Kurangnya kelarutan ini berdampak luar biasa pada jumlah Zinc yang dapat diserap oleh hewan.
Uji coba seng oksida dan IntelliBond
Dalam uji coba pemberian makan skala besar yang dilakukan di Inggris, melihat penggunaan dan fungsi mineral, 1, 080 ayam pedaging jantan menerima salah satu dari dua diet selama 35 hari. Pakan pertama termasuk 15ppm tembaga sulfat dan 80ppm seng oksida dan diet kedua termasuk 15ppm tembaga dari IntelliBond C dan 80ppm seng dari IntelliBond Z. Burung ditimbang pada hari ke-0, 10, 21, 28 dan 35. Sampel otot dan darah dikumpulkan pada hari ke-28 untuk memeriksa ekspresi gen dan tingkat penanda respons stres yang ada dalam plasma darah. Burung yang menerima diet dengan mineral anorganik telah mengurangi penambahan berat badan, asupan pakan dan kinerja keseluruhan dibandingkan dengan mereka yang menerima suplemen mineral berbasis hidroksiklorida. Selain itu, burung yang mendapatkan trace mineral berbasis hidroksi telah mengurangi jumlah penanda stres oksidatif dalam darah mereka.
Sebuah studi unggas kedua melihat ayam petelur dilakukan di Texas A&M University. Dalam persidangan, 506 lapisan menerima salah satu dari dua diet selama 51 minggu. Perlakuan termasuk pakan dengan seng 80ppm dan mangan 60ppm dari sumber oksida, dan diet kedua dengan seng 80 ppm dan mangan 60 ppm, dari IntelliBond Z dan InteliBond M, masing-masing. Lapisan dinilai pada produksi telur, konversi pakan telur, kekuatan cangkang dan ketebalan cangkang. Lapisan yang diolah IntelliBond memiliki tingkat lay yang lebih tinggi, meningkatkan konversi pakan telur dan menghasilkan kulit telur yang lebih tebal dibandingkan dengan lapisan yang menerima trace mineral berbasis oksida.
Selain itu, dalam sebuah penelitian di Kanada yang mengamati produksi babi, 400 babi menerima salah satu dari dua diet selama 56 hari. Diet termasuk atau 125 ppm tembaga dari IntelliBond C dan 125 ppm seng dari seng oksida, atau 125 ppm tembaga dan 125 ppm seng, dari IntelliBond C dan Z. Babi ditimbang pada awal dan akhir percobaan. Pada akhir periode makan, babi yang menerima diet berbasis IntelliBond lebih berat dan memiliki tingkat kematian yang sedikit lebih rendah daripada babi yang diberi kombinasi IntelliBond C dan ZnO. Demikian pula, babi yang diberi suplemen IntelliBond lengkap mengalami variasi berat yang lebih sedikit di seluruh kelompok dibandingkan dengan yang diberi diet lain.
Memilih trace mineral untuk digunakan dalam feed
Keseluruhan, pemeriksaan sumber mineral menemukan bahwa berbagai jenis seng oksida tingkat pakan dapat bervariasi dalam karakteristik kimia dan fisik, sambil memberikan berbagai tingkat bioavailabilitas. Tambahan, berbagai proses dan metode yang digunakan untuk menghasilkan seng oksida membuat prediksi berapa banyak seng logam akan tersedia untuk ternak kurang akurat dan lebih rumit. Beberapa metode pembuatan - seperti proses Waelz yang umum digunakan - tampaknya menghasilkan seng oksida dengan lebih banyak variasi dan bioavailabilitas yang lebih rendah dibandingkan dengan seng oksida yang diproduksi dengan cara lain.
Mengubah pemasok trace mineral atau jenis seng oksida yang digunakan dalam pakan atau campuran dapat sangat mempengaruhi kinerja dan hasil hewan berdasarkan jumlah variasi di seluruh mineral seng oksida. Mengganti seng oksida dengan mineral seng hidroksiklorida telah ditemukan untuk meningkatkan kinerja hewan. Seng hidroksiklorida memberikan lebih stabil, bentuk mineral jejak yang dapat diprediksi dan tersedia secara hayati daripada seng oksida atau bentuk lain dari seng anorganik. Trouw Nutrition dan mitra riset universitas telah mengevaluasi mineral jejak IntelliBond. Penelitian tentang IntelliBond tercermin dalam lebih dari 200 penelitian, termasuk ayam pedaging, anak babi, penanam, betis, sapi steer dan sapi perah.
“Sumber seng oksida tingkat pakan yang berbeda cukup bervariasi dalam kualitas dan penampilan, yang meliputi warna dan tekstur, juga kelarutan, kandungan seng, ketersediaan hayati, pengotor dan juga memproses logam. Proses manufaktur yang berbeda dan juga subproses membuat prediksi hasil seng oksida menjadi lebih kompleks, ” kata Davi Brito De Araujo, manajer program mineral jejak global, Nutrisi Trouw. “Penggantian jumlah seng oksida dengan seng hidroksiklorida dapat mendukung jaminan kualitas dan juga hasil kinerja hewan. Penelitian menunjukkan bahwa seng hidroksiklorida menawarkan lebih banyak stabilitas, keamanan, ketersediaan hayati, dan hasil kinerja daripada seng oksida dan sumber seng anorganik lainnya.”
